[发明专利]一种基于压缩感知的地铁数字音视频广播方法及系统

权利要求书

1.一种基于压缩感知的地铁数字音视频广播方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将司机语音控制单元、列车显示与广播控制单元、乘客广播通信单元均连接至RS485总线、列车级广播音频总线以及列车级广播视频总线上；

步骤2：将从司机语音控制单元、列车显示与广播控制单元或乘客广播通信单元采集的待广播信号X利用压缩感知技术进行压缩，然后对压缩后信号Y进行属性类别标记；

步骤3：依据预先构建可动态调整的RS485总线调度帧属性优先级信息表，对经属性类别标记后的压缩信号进行属性优先级判断，对当前帧信号进行传输；

步骤4：求解原始广播信号的最优稀疏表示S^*，利用从播放端完成对经属性类别标记后的压缩信号的恢复，得到广播信号

S*=arg mins|S|l2]]>

s.t.Y＝ΦΨS

其中，S＝{s₁,s₂,…,s_K}是原始信号的K维稀疏表示向量，s_i是该向量的每一个分量，是向量S的l₂范数，Φ为m×n的测量矩阵，Ψ表示n×K的基矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对当前帧信号按照以下过程进行传输：

若当前帧信号属于重要帧，则出发中断信号，按照重要帧的优先级依次传输重要帧信号；

否则，依据当前帧信号的数据量大小判断是否需要抢占执行，若需要，则采用抢占机制进行信道抢占，传输当前帧信号否则，利用NPEDF进行当前帧信号传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对待广播信号进行压缩处理前，先采用高斯径向基函数对待广播信号进行归一化处理，再和正交基相乘得到压缩信号Y。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述广播信号从播放装置输出时，依据室内噪声传感器采集的噪声级别调节播放装置的输出功率。

5.一种基于压缩感知的地铁数字音视频广播系统，其特征在于，包括：

列车显示与广播控制单元，用于处理司机的控制指令与音频、视频信号，包括扬声器、显示模块以及对讲器；

乘客广播通信单元，用于与列车显示与广播控制单元通信，对音频信号广播以及显示视频信号的显示，包括扬声器、对讲器、噪声传感器以及显示模块；

司机语音控制单元，用于处理司机的控制信号并传送给列车显示与广播控制单元，包括扬声器以及噪声传感器；

乘客紧急通讯单元，用于当客室出现紧急情况或突发事件时，乘客可按下设置在客室内的应急对讲装置的紧急按钮，并通过按钮旁的内藏式对讲装置实现与司机的对话。

所述扬声器连接在广播音频总线上，所述对讲器连接在广播视频总线上，所述显示模块连接在RS485总线上；

所述列车显示与广播控制单元、乘客广播通信单元以及司机语音控制单元均连接在RS485总线、列车级广播音频总线以及列车级视频总线上；

所述列车显示与广播控制单元、乘客广播通信单元以及司机语音控制单元采用权利要求1-4任一项所述的基于压缩感知的地铁数字音视频广播方法，对待广播信号进行传输。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，列车显示与广播控制单元、乘客广播通信单元以、司机语音控制单元以及乘客紧急通讯单元中使用的音频处理器包括音频处理芯片、变压器模块、功放模块、诊断电路以及开关电路；

所述音频处理芯片通过I2C总线与列车显示与广播控制单元中的中央控制器相连，且两者之间还设置有诊断电路；

外部音源通过变压器模块接入音频处理芯片的声音输入通道，音频处理芯片的声音输出通道与功放模块相连输出到司机室功放板或客室功放板，功放模块的输出通道由开关电路控制。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，列车显示与广播控制单元、乘客广播通信单元以、司机语音控制单元以及乘客紧急通讯单元中采用的控制器均为LPC1766 ARM Cortex-M芯片。